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23种设计模式——构建器模式（Builder Pattern）详解

news 2025/8/21 9:48:18

✅作者简介：大家好，我是 Meteors., 向往着更加简洁高效的代码写法与编程方式，持续分享Java技术内容。
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🥭本文内容： 23种设计模式——构建器模式（Builder Pattern）详解
📚 ** ps ** ：阅读文章如果有问题或者疑惑，欢迎在评论区提问或指出。

一、背景

二、介绍

三、核心思想

四、组成

五、Java实现示例

六、链式调用

七、构建器模式的优点

八、适用场景

一、背景

构建器模式是我放到第一个讲解的设计模式，为什么呢？因为它是一种特别常见的设计模式，并且相对于同样常见的单例模式，初次看见它会觉得很陌生。

比如下图这段安卓代码，简单几行代码它就能弹出一个登录界面，新人初次见到这种代码可能会感到疑惑。不过没事，我们下面即将讲解！

二、介绍

构建器模式一种创建型设计模式，它允许你分步骤创建复杂对象，使得相同的构建过程可以创建不同的表示。

三、核心思想

构建器模式将复杂对象的构建与其表示分离，使得同样的构建过程可以创建不同的表示。这种模式特别适用于以下场景（以登录界面为例）：

对象有多个组成部分或复杂配置选项（比如可以给不同登录界面配置不同名称）

需要创建的对象有不同的表现形式（不同名称，表示自然不同）

对象的创建过程需要分步骤进行（比如除了设置名称，还能设置字体大小等......）

四、组成

产品（Product）：最终要构建的复杂对象

抽象构建器（Builder）：定义创建产品各个部件的抽象接口

具体构建器（ConcreteBuilder）：实现Builder接口，构造和装配产品的各个部件

指挥者（Director）：构建一个使用Builder接口的对象，控制构建过程

五、Java实现示例

// 1. 产品类
class Computer {private String CPU;private String RAM;private String storage;private String GPU;// 省略getter和setter方法@Overridepublic String toString() {return "Computer{" +"CPU='" + CPU + '\'' +", RAM='" + RAM + '\'' +", storage='" + storage + '\'' +", GPU='" + GPU + '\'' +'}';}
}// 2. 抽象构建器
interface ComputerBuilder {void buildCPU(String cpu);void buildRAM(String ram);void buildStorage(String storage);void buildGPU(String gpu);Computer getResult();
}// 3. 具体构建器
class GamingComputerBuilder implements ComputerBuilder {private Computer computer;public GamingComputerBuilder() {this.computer = new Computer();}@Overridepublic void buildCPU(String cpu) {computer.setCPU(cpu);}@Overridepublic void buildRAM(String ram) {computer.setRAM(ram);}@Overridepublic void buildStorage(String storage) {computer.setStorage(storage);}@Overridepublic void buildGPU(String gpu) {computer.setGPU(gpu);}@Overridepublic Computer getResult() {return computer;}
}// 4. 指挥者
class ComputerDirector {public Computer constructGamingComputer(ComputerBuilder builder) {builder.buildCPU("Intel i9");builder.buildRAM("32GB DDR5");builder.buildStorage("1TB NVMe SSD");builder.buildGPU("NVIDIA RTX 4090");return builder.getResult();}public Computer constructOfficeComputer(ComputerBuilder builder) {builder.buildCPU("Intel i5");builder.buildRAM("16GB DDR4");builder.buildStorage("512GB SSD");return builder.getResult();}
}// 客户端代码
public class BuilderPatternDemo {public static void main(String[] args) {ComputerDirector director = new ComputerDirector();ComputerBuilder builder = new GamingComputerBuilder();Computer gamingComputer = director.constructGamingComputer(builder);System.out.println("Gaming Computer: " + gamingComputer);Computer officeComputer = director.constructOfficeComputer(builder);System.out.println("Office Computer: " + officeComputer);}
}

六、链式调用

现代Java开发中常用的一种变体是使用链式调用（Fluent Interface）：

class Computer {private String CPU;private String RAM;private String storage;private String GPU;// 私有构造器private Computer(Builder builder) {this.CPU = builder.CPU;this.RAM = builder.RAM;this.storage = builder.storage;this.GPU = builder.GPU;}public static class Builder {private String CPU;private String RAM;private String storage;private String GPU;public Builder withCPU(String cpu) {this.CPU = cpu;return this;}public Builder withRAM(String ram) {this.RAM = ram;return this;}public Builder withStorage(String storage) {this.storage = storage;return this;}public Builder withGPU(String gpu) {this.GPU = gpu;return this;}public Computer build() {return new Computer(this);}}@Overridepublic String toString() {return "Computer{" +"CPU='" + CPU + '\'' +", RAM='" + RAM + '\'' +", storage='" + storage + '\'' +", GPU='" + GPU + '\'' +'}';}
}// 客户端代码
public class BuilderPatternDemo {public static void main(String[] args) {Computer computer = new Computer.Builder().withCPU("Intel i7").withRAM("16GB").withStorage("512GB SSD").withGPU("NVIDIA GTX 1660").build();System.out.println(computer);}
}